Раздел: Документация
0 ... 24 25 26 27 28 29 30 ... 34 (Только ANSYS/Multiphysics, ANSYS/Mechanical и ANSYS/Professiona! имеют радиационный решатель). Эти четыре метода решения можно применять для решения как стационарных, так и нестационарных задач лучистого теплообмена. Лучистый теплообмен является нелинейным явлением, и для решения задачи нужны итерации. Определения При решении задач лучистого теплообмена применяются следующие термины. •Полость. Открытая или закрытая полости являются системой поверхностей, облучающих друг друга. ANSYS позволяет решать задачи со многими полостями, т.е. с поверхностями, облучающими друг друга. ANSYS использует понятие «полость» для расчета коэффициентов облученности (угловых коэффициентов) для поверхностей, принадлежащих полости. Каждая открытая полость может иметь свою собственную пространственную температуру или «пространственный узел», который представляет окружающую среду. •Радиационные поверхности. Открытые или закрытые полости могут состоять из многих поверхностей, облучающих друг друга. Каждая радиационная поверхность имеет степень черноты и направление излучения. Степень черноты поверхности может зависеть от температуры. •Угловые коэффициенты. При расчете лучистого теплообмена между двумя произвольными поверхностями учитывается та часть лучистого теплового потока, уходящего с поверхности i, которая попадает на поверхность j. Эта величина известна как угловой коэффициент или коэффициент облученности. В ANSYSe угловые коэффициенты рассчитываются методом проекций для дву- и трехмерных задач или полукубическим методом для трехмерных задач. •Степень черноты. Степень черноты является радиационным свойством поверхности и определяется как отношение теплового потока, излучаемого поверхностью, к тепловому потоку, излучаемому абсолютно черным телом при той же температуре. В ANSYSe лучистый теплообмен может происходить только между серыми диффузионными поверхностями Слово «серый» означает, что степень черноты и коэффициент поглощения (поглоща-тельная способность) поверхности не зависят от длины волны (при которой происходит излучение), но могут зависеть от температуры. Слово «диффузионный» означает, что степень черноты и коэффициент поглощения не зависят от направления (в котором происходит излучение). Для серых диффузионных поверхностей степень черноты = коэффициенту поглощения (при той же температуре), степень черноты + коэффициент отражения (отражательная способность) = 1. Абсолютно черное тело имеет степень черноты равную 1. Постоянная Стефана-Больцмана. Эта константа является коэффициентом пропорциональности между плотностью лучистого теплового потока и. четвертой степенью абсолютной температуры модели. Смещение температурных шкал. Единицы, в которых измеряются температуры, играют важную роль при расчете лучистого теплообмена. В этих расчетах температура должна быть определена по абсолютной шкале температур. Если температура модели задана в градусах Фаренгейта или по стоградусной шкале (шкале Цельсия), необходимо указать смещение температурных шкал, т.е. разность между нулевыми температурами этих шкал. Для шкалы Фаренгейта это смещение равно 460, а для шкалы Цельсия 273 (точнее 273,15). Пространственная температура. При расчете лучистого теплообмена в открытых полостях (для теплового баланса с окружающей средой) ANSYS требует определения пространственной температуры. Каждая полость может иметь свою собственную пространственную температуру. Пространственный узел. При решении задач лучистого теплообмена, связанных с открытыми полостями, если окружающей средой является другое тело в модели, Вы можете использовать температуру «пространственного узла» для представления температуры окружающей среды. Радиационный решатель. Этот метод позволяет рассчитывать теплообмен между излучающими телами, учитывая тепловые потоки, излучаемые каждой поверхностью, если известны температуры этих поверхностей. Эти поверхностные тепловые потоки являются граничными условиями для конечно-элементной модели. После расчета новых температур поверхностей на новом шаге по времени или следующем итерационном цикле определяются новые лучистые тепловые потоки на поверхностях (новые граничные условия) и решение повторяется. Поверхностные температуры, используемые при решении, должны быть постоянными на поверхностях. Использование линейного радиационного элемента LINK31 L1NK31 является двух-уэловым линейным элементом, предназначенным для расчета теплового потока, обусловленного лучистым теплообменом между двумя точками. Элемент требует задания в форме реальных констант: •Эффективной площади радиационной поверхности. •Форм-фактора. •Степени черноты. •Константы Стефана-Больцмана. LINK31 применяется для расчета простых случаев лучистого теплообмена, когда известны или могут быть легко рассчитаны форм-факторы. Использование элементов с поверхностным эффектом Удобным способом моделирования лучистого теплообмена между поверхностью и точкой является применение элементов с поверхностным эффектом, нанесенных на поверхность, которая излучает или воспринимает тепловое излучение. ANSYS располагает такими элементами: SURF151 для двумерных моделей и SURF152 для трехмерных. Опция KEYOPT(9) активирует лучистый теплообмен для этих элементов. Форм-фактор может быть задан как реальная константа (по умолчанию он равен 1) с помощью опции KEYOPT(9)=1, или его можно рассчитать (используя KEYOPT(9)=2 или 3), зная ориентацию элемента и расположение дополнительного узла. Использование метода радиационной матрицы (вспомогательный процессор AUX12) Только ANSYS/Multiphysics, ANSYS/Mechanical и ANSYS/Professional располагают этим методом. Метод применяется для решения общих задач лучистого теплообмена между двумя или несколькими поверхностями, которые излучают или воспринимают излучение. Метод основан на генерации матрицы форм-факторов для радиационных поверхностей, которая (матрица) используется как суперэлемент при решении задачи. Вы можете включить в расчет экранирован- 0 ... 24 25 26 27 28 29 30 ... 34
|
